淺析短波監(jiān)測數(shù)據(jù)分類方法

李應(yīng)斌，李效利

（國家無線電監(jiān)測中心云南監(jiān)測站，昆明　650031）

1　引言

短波監(jiān)測數(shù)據(jù)是無線電監(jiān)測站的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)，在國家無線電管理中發(fā)揮著重要作用，為短波無線電監(jiān)測方案制定提供了依據(jù)。然而，短波監(jiān)測數(shù)據(jù)尚未形成完整的數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)規(guī)范性、可靠性不盡完善。目前主要存在以下問題：一是數(shù)據(jù)分散保存，相互孤立，彼此沒有產(chǎn)生任何聯(lián)系，這是數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用最大的障礙。二是部分結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)格式不一，未形成數(shù)據(jù)庫，向非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移，部分?jǐn)?shù)據(jù)保存在EXCEL、WORD等文件里，同一類型數(shù)據(jù)保存在不同文件里，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)變?yōu)榉墙Y(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。三是數(shù)據(jù)冗余，重復(fù)保存，由于數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致數(shù)據(jù)冗余，結(jié)構(gòu)混亂，無法有效進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和存儲(chǔ)。

2　現(xiàn)有短波監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

短波監(jiān)測數(shù)據(jù)包括日常監(jiān)測數(shù)據(jù)、電平采集數(shù)據(jù)、無線電臺(tái)（站）數(shù)據(jù)、核查數(shù)據(jù)、監(jiān)測任務(wù)數(shù)據(jù)、測試數(shù)據(jù)等。下面分析幾類典型數(shù)據(jù)。

日常監(jiān)測數(shù)據(jù)。是監(jiān)測工作人員每天執(zhí)行短波日常監(jiān)測任務(wù)產(chǎn)生的監(jiān)測數(shù)據(jù)。日常監(jiān)測數(shù)據(jù)由監(jiān)測日期、監(jiān)測人員、監(jiān)測日期、監(jiān)測起始時(shí)間、監(jiān)測結(jié)束時(shí)間、中心頻率、調(diào)制方式、臺(tái)（站）類別、帶寬、定位經(jīng)緯度、交匯位置等64個(gè)字段組成，另外每條數(shù)據(jù)都有對應(yīng)的定位截圖和信號錄音。日常監(jiān)測數(shù)據(jù)部分或全部由監(jiān)測技術(shù)人員手動(dòng)填寫，保存在EXCEL文件里。日常監(jiān)測數(shù)據(jù)是監(jiān)測數(shù)據(jù)分析的重要數(shù)據(jù)來源，也是最有價(jià)值的數(shù)據(jù)之一。

電平采集數(shù)據(jù)。是利用短波寬帶監(jiān)測設(shè)備自動(dòng)、連續(xù)采集和保存某一固定點(diǎn)的電磁頻譜數(shù)據(jù)。電平采集數(shù)據(jù)根據(jù)一定的頻率間隔和時(shí)間間隔對整個(gè)短波頻段連續(xù)循環(huán)采集，電平采集數(shù)據(jù)由頻率、時(shí)間、電平值等字段組成，系統(tǒng)自動(dòng)采集并保存在規(guī)范的數(shù)據(jù)庫里。電平采集數(shù)據(jù)是監(jiān)測數(shù)據(jù)分析的主要來源，利用電平采集數(shù)據(jù)可以分析信號發(fā)射規(guī)律、信道占用度、頻段占用度等。

臺(tái)（站）數(shù)據(jù)。是從臺(tái)（站）數(shù)據(jù)庫里導(dǎo)出的數(shù)據(jù)，是通過行政主管部門審批后進(jìn)入臺(tái)（站）數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)。導(dǎo)出的臺(tái)（站）數(shù)據(jù)由臺(tái)（站）編號、臺(tái)（站）地址、調(diào)制方式、發(fā)射帶寬、臺(tái)（站）名稱、臺(tái)（站）狀態(tài)、臺(tái)（站）類型、經(jīng)緯度、發(fā)射頻率、接收頻率等字段組成。臺(tái)（站）數(shù)據(jù)是無線電監(jiān)測的主要參考數(shù)據(jù)，也是監(jiān)測數(shù)據(jù)分析的重要參考數(shù)據(jù)來源。

臺(tái)（站）核查（核實(shí)）數(shù)據(jù)。是為了確定某個(gè)電臺(tái)的發(fā)射位置、中心頻率等數(shù)據(jù)而收集測試的數(shù)據(jù)。臺(tái)（站）核查數(shù)據(jù)沒有統(tǒng)一格式，但是基本包含了臺(tái)（站）位置、發(fā)射頻率、核查時(shí)間與臺(tái)（站）數(shù)據(jù)庫是否相符等字段。臺(tái)（站）核查數(shù)據(jù)是無線電監(jiān)測的重要數(shù)據(jù)資源，也是評價(jià)無線電監(jiān)測測向準(zhǔn)確性的重要參考。

監(jiān)測任務(wù)數(shù)據(jù)。監(jiān)測任務(wù)數(shù)據(jù)包括所有監(jiān)測任務(wù)執(zhí)行過程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)，由圖片、聲音和目標(biāo)臺(tái)（站）頻率信息等數(shù)據(jù)組成，沒有統(tǒng)一格式，分散保存在各個(gè)任務(wù)報(bào)告中。監(jiān)測任務(wù)數(shù)據(jù)是無線電監(jiān)測的重要數(shù)據(jù)，包含更多詳細(xì)的臺(tái)（站）頻率信息。

天地波測試數(shù)據(jù)。是為了校準(zhǔn)測向設(shè)備的準(zhǔn)確性而進(jìn)行系統(tǒng)測試產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。包括頻率、測試時(shí)間、理論示向度、測試示向度、誤差等字段。天地波測試數(shù)據(jù)分散保存在excel文件中，每次測試數(shù)據(jù)單獨(dú)建立一個(gè)文件保存。

經(jīng)過分析可以發(fā)現(xiàn)，各類監(jiān)測數(shù)據(jù)之間是存在必然聯(lián)系的，我們可以利用數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)來規(guī)范各類監(jiān)測數(shù)據(jù)，建立完整短波監(jiān)測數(shù)據(jù)庫。

3　短波監(jiān)測數(shù)據(jù)建模及分類

無線電監(jiān)測過程中涉及的幾個(gè)實(shí)體。監(jiān)測人員，是指完成各項(xiàng)監(jiān)測工作的技術(shù)人員，是無線電監(jiān)測中的主體，監(jiān)測人員利用設(shè)備完成各項(xiàng)監(jiān)測任務(wù)，監(jiān)測分析無線電信號、確定發(fā)射源位置、核查臺(tái)（站）、執(zhí)行監(jiān)測任務(wù)等，監(jiān)測人員的屬性包括姓名、出生年月、性別、職稱等。監(jiān)測設(shè)備，是指為完成各類無線電監(jiān)測任務(wù)而使用的測量測試的接收機(jī)、儀器等硬件設(shè)備，是無線電監(jiān)測的主要工具，監(jiān)測設(shè)備完成無線電信號的采集、處理、存儲(chǔ)和顯示，監(jiān)測設(shè)備的屬性包括設(shè)備名稱、型號、參數(shù)、廠家等。臺(tái)（站），是指無線電信號發(fā)射位置及單位的總稱，是無線電監(jiān)測的主要對象，臺(tái)（站）的屬性包括臺(tái)（站）名稱、位置、臺(tái)（站）類別、所屬單位等。無線電信號，是指空中實(shí)際存在的電磁波信號，是無線電監(jiān)測的直接對象，是由臺(tái)（站）發(fā)射而來的信號，無線電信號的屬性包括信號頻率、監(jiān)測位置、對應(yīng)臺(tái)（站）等。頻率規(guī)劃表，是指無線電頻率劃分規(guī)定對不同頻段的業(yè)務(wù)劃分，是無線電監(jiān)測的重要依據(jù)，頻率劃分表的屬性包括頻率、劃分業(yè)務(wù)等。各實(shí)體之間的聯(lián)系。監(jiān)測人員、監(jiān)測設(shè)備、臺(tái)（站）、無線電信號之間的聯(lián)系是監(jiān)測分析，監(jiān)測人員利用監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測分析無線電信號及其對應(yīng)臺(tái)（站），監(jiān)測分析產(chǎn)生新的屬性，包括信號的調(diào)制方式、帶寬、電平值、發(fā)射類別等。監(jiān)測設(shè)備與無線電信號之間通過數(shù)據(jù)采集聯(lián)系在一起，系統(tǒng)利用監(jiān)測設(shè)備自動(dòng)采集無線電信號，數(shù)據(jù)采集產(chǎn)生新的屬性，包括頻率、采集時(shí)間、電平值等。無線電信號與頻率劃分表之間通過頻率劃分聯(lián)系，每個(gè)信號頻點(diǎn)都對應(yīng)相應(yīng)業(yè)務(wù)劃分。實(shí)體聯(lián)系模型見圖1。根據(jù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)要求及實(shí)際需求可以建立相應(yīng)的關(guān)系二維表。

圖1　實(shí)體-聯(lián)系（E-R）圖

我們可以將短波監(jiān)測數(shù)據(jù)分為三類：系統(tǒng)自動(dòng)采集數(shù)據(jù)、監(jiān)測分析數(shù)據(jù)及管理數(shù)據(jù)，其中管理數(shù)據(jù)包括頻率劃分?jǐn)?shù)據(jù)、臺(tái)（站）指配數(shù)據(jù)等管理相關(guān)數(shù)據(jù)。通過對短波監(jiān)測數(shù)據(jù)的梳理和分類，進(jìn)一步規(guī)范短波監(jiān)測數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，讓短波監(jiān)測有數(shù)據(jù)可分析，有可靠數(shù)據(jù)分析，讓技術(shù)人員知道各類監(jiān)測數(shù)據(jù)存哪里，知道采集時(shí)要保存些什么數(shù)據(jù)。

4　短波監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取方法

根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)分類：系統(tǒng)自動(dòng)采集數(shù)據(jù)、監(jiān)測分析數(shù)據(jù)及管理數(shù)據(jù)，我們將逐一介紹各類數(shù)據(jù)的獲取方法。

系統(tǒng)自動(dòng)采集數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是可以完成長時(shí)間的連續(xù)快速采集，能夠做到時(shí)間連續(xù)、頻譜完整，但是根據(jù)設(shè)備功能采集的數(shù)據(jù)要素較少，數(shù)據(jù)占用存儲(chǔ)空間比較大，工程師參與的程度較小。這類數(shù)據(jù)的獲取以寬帶接收機(jī)為基礎(chǔ)，配以適當(dāng)?shù)能浖瓿蓴?shù)據(jù)的自動(dòng)采集保存。典型的系統(tǒng)有短波電平數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，移動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。這類數(shù)據(jù)如果使用固定監(jiān)測站完成數(shù)據(jù)采集，可以直接將數(shù)據(jù)保存至數(shù)據(jù)庫中；如果使用移動(dòng)監(jiān)測設(shè)備采集的話，可以將數(shù)據(jù)先保存在本機(jī)，采集完成后通過技術(shù)手段導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中。

監(jiān)測分析數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)要素齊全，工程師參與程度較大，但是難以做到時(shí)間連續(xù)和頻譜完整，同時(shí)，此類數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量小占用存儲(chǔ)空間相對較小。這類數(shù)據(jù)獲取的硬件基礎(chǔ)包括窄帶接收機(jī)、頻譜儀、信號解碼板等，軟件基礎(chǔ)包括信號解調(diào)分析軟件、錄音軟件、信號采集軟件等。典型的數(shù)據(jù)有日常監(jiān)測分析數(shù)據(jù)、執(zhí)行任務(wù)的監(jiān)測分析數(shù)據(jù)、無線電臺(tái)（站）核查時(shí)的監(jiān)測分析數(shù)據(jù)等。這類數(shù)據(jù)的質(zhì)量不僅取決于軟硬件的情況，也取決于工程師的理論水平、工作經(jīng)驗(yàn)及責(zé)任心。長期保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的高質(zhì)量，仍然存在很多問題。

管理數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是相對離散，種類較多，部分?jǐn)?shù)據(jù)為保密數(shù)據(jù)。管理數(shù)據(jù)包括頻率規(guī)劃數(shù)據(jù)、無線電臺(tái)（站）登記數(shù)據(jù)及頻率批文等。典型的無線電臺(tái)（站）管理數(shù)據(jù)可以從臺(tái)（站）管理系統(tǒng)中直接獲取，頻率指配數(shù)據(jù)可以從一些頻率批文中整理得到。

5　結(jié)束語

本文通過對短波監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析整理，建立了短波監(jiān)測數(shù)據(jù)初步模型，對短波監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了分類并針對每類數(shù)據(jù)給出了相應(yīng)數(shù)據(jù)獲取方法。■

[1]李應(yīng)斌，陳棋，郭瑩瑩.無線電監(jiān)測數(shù)據(jù)分析初探[J].中國無線電，2017.01.

[2]何玉潔.數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007：11-15.

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[4]中華人民共和國工業(yè)和信息化部.中華人民共和國無線電頻率劃分規(guī)定，2014-2-1.

[5]國際電信聯(lián)盟.無線電規(guī)則，2016.